时间:2023-03-08 14:52:22
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受聘中职学校数控实训教师之前,曾在武汉某职业技术学院数控实训中心担任实训教师近5年。在连续指导了多个班级的数控实训教学后,感触颇深,现将数控实训教学在中等职业学校和高等职业院校的异同综述如下:
1.实训目的
中职学校和高职学校的数控实训目的差异主要便现在:中职学校办学目标是要培养高素质劳动者,所以实训的目的也就围绕着这个思路,着重强调培养学生的动手编程操作能力和职业素质,为学生就业做好准备;高职院校办学目标是要培养复合应用型人才,实训的目的强调除了提高动手能力之外的创新和管理等各方面能力,还要为学生就业、择业和创业打下了基础。两者相比之下,高职院校实训目的更加广泛,要求也相应更高。
2.实训内容
3自行编程校验
4预约上机实操
5实训总结大会
在中职学校,学生多为初中文化程度,甚至有的学生连初中学习水平都还达不到,基础知识不扎实,理论基础差,所以在进行数控实训时,第一周要进行编程学习,实训老师在担任实训教学的过程当中无形地担任了编程理论教学的任务,加重了实训教师的负担,减少了学生实操的时间。
高职学院将理论教学和实训教学严格分开,理论教学考虑课程的连贯性和顺序性,理论课程学习完毕后再进行数控实训,实训分为4步:首先进行数控编程理论课程,其次数控操作实训,然后在熟练操作后进行数控加工工艺实训,最后综合应用掌握的实训技能进行毕业项目设计,达到一个最好的教学效果。
3.实训教师指导
教师在实训过程中的指导方式根据实训对象和实训内容的不同也有所不同:
中职学校数控实训教师的主要任务是制定计划,编程授课,软件教学,操作指导,成绩评定;高职学院数控实训教师的主要任务是制定计划,分配任务,引导设计,操作指导,成绩评定。
从上面的实训教师的主要任务就可以看出两者的差别:中职实训教学是一个“被实训”的过程,高职实训教学是一个引导学生主动实训,积极参与实训的过程。
4.实训总结
中职数控实训这个环节比较随意,学生完成实训后由老师根据整个实训过程和实训成绩总结实训,学生在完成实训任务后心理上也比较放松,很多学生抱着完成任务甚至是敷衍的心理,并没有发挥主观能动性,激起求知欲。在高职学院,数控实训结束后,会专门安排半天时间进行一个实训总结会,每个参加实训的学生上台发言,总结数控实训的过程和收获,让学生作为实训总结的主角,同时也锻炼来了学生演讲和表达能力。
5.实训成绩评估
中职学校数控实训结束后,对实训成绩的评估一般由以下成绩组成:实训理论考试成绩、安规考试成绩、数控仿真软件成绩、实操成绩、平时成绩五个部分组成。学生对实训的评估主要通过实训报告本加上实训小结的形式进行,这样的评估模式的特点是具体、量化,直观,衡量了学生在实训过程中的各方面的表现情况。
高职学院在数控实训评估一般采取等级制,不采取记分制。根据学生在实训过程中设计零件的难度、设计过程、完成情况、实操表现来进行“优秀”、“良好”、“合格”“不合格”四个等级。学生对实训的评估主要通过总结会发言的形式来进行。
以上五点是本人在长期数控实训中的一些感受,我认为,同我国现行的偏重系统理论传授的职业教育教学内容相比,以岗位要求为培训目标的德国双元制职业教育培养出来的人才更受企业的欢迎。在此本人着重为中职数控实训提出以下建议:
1) 增加中职学生数控实训上机时间,增加机床的种类和数量,提高机床使用率和设备完好率。
2) 建议编程理论教学和实训教学采用一体化教室教学实训模式,将传统的理论授课教室搬到实训基地,边讲边看,边讲边做,做到眼到、耳到、思维到、手到。
关键词:技能实训;高职;数控技术
Key words: skills training;higher vocational colleges;NC technology
中图分类号:G42文献标识码:A文章编号:1006-4311(2011)11-0031-02
0引言
高职院校的技能实训是学生实现将理论知识运用于生产实际的关键环节,是学生将来能够顺利走上工作岗位的有力保障,是对学生实施职业技能训练和职业素质培养的必备条件,也是体现高职教育工学相结合办学特色的有效手段。技能实训在整个高职教育体系中占有极为重要的地位。对于数控技术专业的学生来讲,实施技能实训也是提高就业竞争力的有效途径之一。经过多年深入数控技术专业机床电气技能实训的基础上,探索如何有效提升高职数控技术专业学生技能实训效果。
1教学思想设计
遵循“行在先,知在后,知行相资”的规律,以“职业活动为导向”,强调“以能力为目标、以学生为主题、以素质为基础、以任务为载体、以实训为手段、理论和实践一体化”等要素,采用任务驱动的教学方法,根据实训目的,以小组为单位完成机床电气技能实训中的“电气控制柜布局的设计、安装”;“电路图的设计、连接和调试”;根据电机的正反转、交通灯系统、高铁轨枕预应力张拉控制系统的等不同项目要求,实现“PLC系统控制的设计及程序编制任务”。最终提交一份技能实训总结报告,包含实训进度表、实训内容、小组总结和个人总结等内容,培养学生的综合工程实训能力。
学生在理论课堂上已经学习了与技能实训相关的各元器件的结构、功能、原理,但并未对其实施拆解,直观性不强,所以在实训前,先让学生进行各元器件的拆解,使学生先直观了解其结构、功能、原理及工作过程。再采用学生讨论与教师分析讲解相结合的方式,使学生更深入掌握其工作原理及工作过程。之后根据其实验目的让学生绘制电路图并实现其硬件连接。最后根据系统控制要求编制对的应控制程序并上传到PLC内,完成系统搭建与调试,实现系统自动化模拟控制,在完成要求功能基础上编写使用说明书与总结报告,最终完成技能实训。
2确定教学目标与重点难点
根据企业对职业技术人才的需求,以及对设备的安装、调试、使用和维护等岗位的职业技能要求,结合本次技能实训内容及特点,确定以下技能实训目标:
能力目标:能在实践中调查研究、观察问题、分析问题和解决生产实际问题的能力。
技能目标:能熟练使用斜口钳、剥皮钳、压线钳、电钻、钢锯、打号机等工具和正确使用可编程控制器,能够按行业标准,正确完成电气控制柜的设计、安装、调试。
知识目标:理解机床电气控制在机床中的作用,了解在技能实训过程中使用的各元器件及可编程控制器的结构、功能、原理及工作过程。
素质目标:加强学生在生产实际中的团结协作的能力、安全生产的意识,培养认真、严谨、细致的工作态度和吃苦耐劳的精神。
通过此次技能实训的实施,给学生提供了更多的实践动手、接触实际的机会,进而提升了学生的综合职业素质,使学生能够适应当今社会对毕业生实际动手能力高的要求。对此我们也确定了技能实训的重点内容为电气控制柜的设计、安装、调试及使用方法。难点为过程控制、PLC系统控制的设计和相关程序的编制。
3教学准备
依据机床电气技能实训的教学任务,做好以下教学准备工作:
教学情境:以加强学生的团队意识为目的,将学生分组,每组4-5人。同时选定一名组长,再由组长分别指派相应的设计员、接线员、材料管理员及秘书各一名,实现统一部署,协调工作。
教学设备:每组分发电气控制柜一个、欧姆龙CP1E可编程控制器一台、交流接触器2个、热继电器一个、时间继电器2个、空气开关3个、标准35mm线槽2根、35mm导轨一根、1平方导线红、黑、黄各一捆、线号管若干、万能表一个、工具箱一套及所需的各电器元件。如图1、图2所示。
教学环境:本次技能实训在多媒体机床电气实验室展开,实验室配有机床电气实验台5台,可同时围坐5-7人,展开相关讨论及操作,同时配有FANUC数控车床、铣床及相关实验台各3台,如图3所示。
教学资料:教研室针对本次技能实训编写了技能实训指导书作为教学过程的指导,以机床电气电路原理图(如图4所示)、机床的操作说明书、连接说明书、维修说明书、欧姆龙CP1E、欧姆龙CP1H指令参考手册、CPU操作手册、可编程控制器视频教学录像等内容作为教学过程的参考资料,以数控车床、数控铣床综合实验台为依托,结合现有机床电气控制系统深入学习,深刻体会机床电气控制在数控机床的作用。
4教学过程
教学是教师的教与学生的学的统一,这种统一的实质就是交往。《基础教育课程改革纲要(试行)》指出:“教师在教学过程中应与学生积极互动,共同发展,要处理好传授知识与培养能力的关系。”师生的交往互动,是教学过程的本质属性。没有师生的交往互动,就不存在真正意义的教学。因此本次教学过程以教师提出问题,学生讨论分析问题,解决问题为横向教学过程;以告知任务、引导任务、分析任务、完成任务、总结分析任务为纵向教学过程。具体流程如图5所示。
5教学过程分析
5.1 横向教学过程分析提出问题:提出问题的目的在于告知学生学习的目的,有目的学习往往能够有效提升学习效率,为此基于本次技能实训的综合实验任务提出以下几个问题:①机床电气控制在数控机床中的作用及怎样实现与机床系统之间信息传递?②机床电气控制的电路设计准则及注意事项有哪些?③可编程控制器的结构、原理、作用及使用方法有哪些?分析问题:讨论分析问题就是自我学习的过程,学生带着问题去学习能够很快进入角色,知道自己在学什么,应该怎去学习,能够显著提高教学效率。实训过程中,通过教师的引导使学生能够针对老师提出的问题积极讨论,最终每个人都能在理解的基础上得到一份自己的答案。这样一方面使学生对实训内容进行了预习、对教师提出的问题也深入的去理解了,另一方使教师在讲授过程中感到轻松。解决问题:解决问题就是一个归纳总结的过程。教师将学生在讨论阶段所涉及到的方方面面内容加以总结、提炼,最终实现问题的解决。教师在学生提交讨论结果后,经过归纳总结,告知学生在讨论过程中哪些知识点讨论的比较好,哪些知识点没有讨论到,哪些知识点讨论的结果是不科学的,同时帮助学生总结其原因,鼓励学生再接再厉,养成这种勇于探讨分析问题的精神。最终通过教师系统的讲解、分析、总结后将标准的答案公布于学生,使学生与之对比,完成教学任务。
5.2 纵向教学过程分析告知任务:说明本次技能实训的教学任务,提出教学目标。引导任务与分析任务:由数控机床在实际中的广泛应用,引入数控机床电气控制并说明其作用及重要性,完成任务引导工作。通过对此次技能实训各任务设计的目的、要点、步骤以及在技能实训过程中可能遇到的相关问题的分析,完成对任务的分析工作。实现对学生自我学习的引导作用。完成任务:教师提出任务后,说明在完成任务过程中应注意的事项,如操作过程的协调性、安全性、分工合理性,并提出机床电气控制电路的设计准则、绘图标准等要求,让学生按要求完成技能实训任务。在这个环节,学生通过实际动手操作,能够深入理解机床电气各元器件的结构、功能、原理、工作过程及相互之间的连接方式等,实现理论知识与实际操作相结合,有效提高了学习效率和动手能力,为以后工作积累了经验。总结分析任务:在这一过程中学生要能够结合完成好的电气控制柜实物和电路原理图,说出三大综合实验的原理、目的、意义以及在此过程中的心得体会,并独立完成一份包含团队构成及分工、实训进度计划表、实训内容、个人总结及小组总结的技能实训总结报告,要求内容详细、格式统一。同时采用小组内自评和组间互评的方式,结合教师对学生在技能实训过程中的综合表现等作为评价本次技能实训学生的综合成绩,实现完成分析总结任务。在这个过程中,教师根据在技能实训过程中遇到的问题进行讲解和剖析,实现理论指导实践,同时教师还可以将实训中的元器件、结构框图、电路原理图等有机结合,进行分析讲解,实现实践验证理论这一过程。这样通过理论指导实践、实践验证理论这一方法,积极发挥了学生的主观能动性,大大提升了学生的学习兴趣,进而提高教学质量,使学生切身感受到学以致用。
6教学成果
技能实训任务完成效果如图6、图7、图8所示。机床电气技能实训是实现将理论知识运用于生产实际;理论教学与实践教学相结合这一过程,使学生能够主动适应社会主义现代化建设需要,体现出高职教育最显著的的意义。
7结束语
教育部《教育部关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》提出:“要积极推行与生产劳动和社会实践相结合的学习模式,把工学结合作为专业人才培养模式改革的重要切入点,带动专业调整与建设,引导课程设置、教学内容和教学方法改革。”因此本文以机床电气技能实训为依托,探讨了怎样上好高职院校的技能实训课程,强调要在技能实训过程中采取与生产劳动和社会实践相结合的学习模式,以工学结合作为专业人才培养模式的重要切入点,引导课程设置、实现教学内容和教学方法的改革。这样有助于学生掌握基本职业技能、增强自身职业综合素质、巩固所学的知识,实现理论、技能、素质三位一体的教学模式,体现高职教育的办学特色。因此提升高职院校专业技能实训是符合社会对人才的需求,是实现学校把学生请得进来,送得出去的有效手段之一。
参考文献:
[1]段渝波.有效提升中职学校机电专业课程教学质量的实践.中国职业技术教育.2010.17.32-34.
[2]王振洪.高职院校工学结合与人模式存在的问题及其对策.中国职业技术教育.2010.18.75-77.
随着我国数控设备的普及,数控技术在制造业中的应用越来越广泛,为此全国各类高职院校都开设了数控技术专业,以缓解数控程序员和数控操作员紧缺的局面。而数控机床加工是应用数字化信号对机器的运动进行控制的一种自动控制的机械加工技术。数控技术的应用是机械制造行业现代化的标志。通过数控车床加工,数控铣床加工教学实习达到提高学生从事“机—电—计”工程实践工作的能力,拓展学生在机械制造工艺技术领域思维的目的。 掌握机床坐标系与工作坐标系,掌握数控机床程序的结构,掌握数控机床的常用指令。我院针对社会企事业单位的需求开设了数控技术专业,而数控机床操作实训作为该专业的重要实训课程,受到更多的重视和关注。通过数控实训使学生了解数控机床及数控加工概念,掌握数控机床程序编制内容,使学生具备一定的数控加工基础知识,可以编制较复杂的数控加工程序,初步掌握数控机床的操作与维护。使学生对所学专业也更深的理解,在掌握理论知识的前提下,提高了实际动手操作能力。
1 数控机床实训中存在的安全隐患
通过在我院几年的数控实训教学工作,对学生在操作实训过程中存在的安全问题有了很深的了解。作为高职院校,我院的学生相对来说实际动手能力较强,但对操作实训过程中安全知识了解不多,经常出现安全隐患。往往事故发生的主要原因是物体的不安全状态和人的不安全行为。其中在机械使用过程中,人的不安全行为是引发事故的重要的直接原因。人的行为受到生理、心理等多种因素的影响,表现是多种多样的。缺乏安全意识和安全技能差,即安全素质低下是认为引发事故的主要原因,例如不了解使用机械存在的危险、不按安全规范操作、缺乏自我保护和处理意外情况的能力等。指挥失误(违章指挥)、操作失误(操作差错、在意外情况时的反射行为或违章作业)、监护失误等不安全行为常见的表现。在日常工作中,人的不安全行为常常表现在不安全的工作习惯上,例如工具或量具随手乱放、测量工件不停机、站在工作台上装夹工件、越过运转刀具取送物料、攀越大型设备不走安全通道等。我院在实训中的安全隐患主要体现在如数控机床床身都比较高,防护罩又是活动的,如果在防护板上放置刀具、工量具等,不小心很容易造成掉落,损坏机床或伤害到操作人员;这种情况常常出现,主要是学生思想不够重视,随意性太大。再有学生在拆卸工件时,把卡盘扳手留在卡盘上,由于一台机床上安排几名学生实习,人多情况较复杂,此时如果有人开启机床,主轴旋转,扳手飞出,造成很大的危险。可见,诸如此类的安全隐患随处可见,时时给我们敲响警钟。
2 安全教育在数控实训中的重要性
由此可见,安全教育在实训中是多么的重要。而安全生产是为了使劳动过程在符合安全要求的物质条件和工作秩序下进行,防止伤亡事故、设备事故及各种灾害的发生,保障劳动者的安全健康和生产作业过程的正常进行而采取的各种措施和从事的一切活动。以某企业的安全教育为例,对员工进行安全教育是国家法律法规的要求,是企业生存发展的需求,是员工自我保护的需要。根据这一要求,我院与企业的三级安全教育相结合制定了一套适合于实训教学的安全教育课程。
2.1 校级安全教育
学院对学生的实训安全问题非常的重视,按照生产企业的标准制定了各项规章制度,并制成展板放置于实训车间。把“安全第一,提高警惕”作为首要任务。根据要求由数控教研室组织编写了安全教育读本,发给参加数控实训的学生阅读学习,安排针对性较强的安全教育课,让有生产一线工作经验的老师讲解所操作机床的结构和性能以及在实训操作中可能存在的安全问题,使学生对所接触的机床操作安全问题有基本的认识;其次通过观看安全教育录像和事故展板,面对活生生的安全事故让学生有直观的印象,提高安全防范意识。再针对所学工种,具体讲解其操作规程。以数控车床为例,其主要操作规程为:工作前必须戴好劳动防护品、女生戴好工作帽、不准围围巾、禁止穿高跟鞋。操作时不准戴手套,不准吸烟,不准与他人闲谈,精神要集中;工件运转中,不准用卡尺、千分尺测量,操作者不得隔车面探身取物或传递物品,不准用手摸和用棉丝擦工作物,刀头和更换刀具,不得擅自离开工作岗位,如需离岗时,必须关车切断电源等。禁止用手接触刀尖和铁屑,铁屑必须要用铁钩子或毛刷清理等。通过老师的讲解,学生对自己所学工种的操作规程有了很深的理解,基本的安全知识能了如指掌,为以后进入车间实训做好了充分的准备。
2.2 车间级安全教育
在进入车间实训时,有专人负责对所有学生进行本车间劳动卫生状况和规章制度的讲解,介绍实训车间的概况,车间人员结构、安全实训组织状况及活动情况,车间危险区域,车间劳动保护方面的规章制度和对劳动保护用品的穿戴要求和注意事项,车间事故多发部位、原因、有什么特殊规定和安全要求,车间常见事故和对典型事故案例的剖析。介绍车间防火知识,防火的要害部位及防火的特殊需要,消防用品放置地点,灭火器的性能、使用方法,车间消防组织情况,遇到火险如何处理等。组织学生学习安全生产文件和安全操作规程制度,并应教育学生应尊敬老师,听从指挥,安全实训。通过一系列的讲解和学习,取得了较好的成果。
2.3 班组级安全教育
班组级安全教育是最直接、最重要的安全教育,学生进入实训车间后,参加实训的就是所要操作的机床,由具体带班的实训老师讲解其岗位安全操作规程,劳动防护用品的性能和正确使用方法等。实训的第一节课组织学生学习安全技术操作规程并督促执行,教育学生遵章守纪,正确穿戴劳动防护用品,正确使用安全刀具,制止违章作业,切实做到“三不伤害”(不伤害自己,不伤害他人,不被他人伤害)。通过实训现场老师的讲解和动手示范,取得的效果很明显,大大降低了学生在实训过程中出现安全隐患的可能性。实训老师安排学生按规定对环境因素和危险源进行检查并记录,定期对本班组内使用的设备、设施、器具、工作场所等进行检查,发现隐患和不安全因素及时整改,对本班组无力解决的及时上报并采取有效的防范措施,做好记录,避免发生人身事故及其它责任事故。对此,制定了机床运行记录本,由每天参加实训的学生和带班老师共同填写。
几年的数控操作实训,积累了很多的安全实训经验。对不同的学生,制定不同的教学方法。安全实训的经验是学生身边活生生的教育材料,对提高学生的安全知识水平,增强安全意识有着十分重要的意义。安全实训经验是从实践中摸索和总结出来的成果,是防止事故发生的措施,是安全技术、安全管理方法、安全管理理论的基础。及时地总结、推广先进经验,可以使其他学生受到教育和启发。总体来说,效果很好。
与经验相对应的是教训,教训往往付出了沉痛的代价,因而它的教育意义也就十分深刻。事故案例是进行安全教育最具有说服力的反面教材,它从反面指导学生应该如何避免复杂事故,消除不安全因素,促进安全生产。因此,运用本工种、同岗位的典型事故案例进行教育,可以使学生更好地树立安全第一的思想,总结经验教训,制定预防措施,防止在本车间、本班组、本岗位发生类似事故。为此,在学生实训过程中,针对可能出现的安全隐患,以以往发生的安全事故为事例,通过讲解与告诫,使学生提高警惕,加强安全防护意识。
3 学生自我安全学习
通过以上三级安全教育,学生基本掌握其所学工种的安全生产知识和自我防护。但有些职责还必须了解,如熟悉并严格执行本岗位工艺纪律和安全技术操作规程,掌握本岗位设备仪器及其他相关设备,装置的结构和性能,爱护和正确使用机具设备及附属安全装置,遇到异常情况能够及时发现并排除,正确使用劳动防护用品,操作中坚持互相帮助,互相监督,不违章作业,抵制违章指挥,遇有危及安全的紧急情况时,应采取果断措施,并及时报告老师,认真总结经验教训,贯彻实施好安全防护措施。
4 结束语
几年的数控机床实训教学,使我深刻体会到安全教育的重要性,通过所有人的努力,取得了很好的效果,至今没出现安全事故,做到了“安全第一,提高技能”的宗旨。还要继续努力,做到如企业一样的安全培训五则:教育使其不为,培训使其不惑,规范使其不乱,奖罚使其不敢,制度使其不怨。在实际生产中,仅仅有安全知识是不够的,必须把学到的知识运用到实际中去,因而还要十分重视安全技能的教育和训练。安全技能是从实际生产过程中总结提炼出来的,一般情况下,都以学习、掌握“操作规程”等来完成,有的通过教育指导者的言传身教来实现。但无论用什么方法,受教育者都要经过自身的实践,反复纠正错误动作,逐渐领会和掌握正确的操作要领,才能不断提高安全技能的熟练程度。
参考文献
中图分类号:G424.4 文献标识码:A
1数控加工实训教学之困境
数控技术加工实训教学理论抽象、技术要求高、研究性比较强,适合理实一体化教学,教学质量如何,直接取决于实训环节的质量。近年职业院校通过示范校建设,购进大量先进的数控设备,增加了实训场地,对理实一体教学展开全面实践,取得一定的成效。但是教师在机床操作,学生“围观”的教学模式,既不能保证学生都能看得清楚,也不能保障实训安全,教师更难以兼顾教学和课堂管理,对学生在操作当中的问题无法予以及时发现和点评,学生因“看不清楚”及问题得不到解答而对该门课程丧失兴趣。为破解这个难题,我校于2015年6月开始对基于数字化平台的中职数控加工实训模式立项调研。在课题研究过程中,选取数控13班、数控14班作为教改试验班,进行数字化平台实施数控机加工实训项目的硬件建设和教学进行研究,取得了良好的成效。
2数字化平台建设情况
国外研究现状:目前国外数字化教学建设开始应用VR(虚拟与现实)技术,虚拟现实 VR ( Virtual Reality ) 是一种有效模拟人在自然环境中视、听、动等行为的高级人机交互技术,“中国制造2025”对数控技术人才提出了新的要求,数控技术教学的数字化建设也往VR技术方面发展,对原有的实训设备进行升级改造,实现数字化车间,利用互联网技术,通过网络、手机等终端设备实时监控实训基地的设备运行情况,运用数控机床(数控系统)生产厂家提供的去服务功能进行远程监控及在线诊断功能,实现与“中国制造2025”、工业4.0“的无缝对接。具体建设内容如下:数控机加工实训室的主要功能:对照行专项技能实训项目和技能大赛训练,包括数控机床加工实训,普通机床加工实训等,培养学生具有利用CAD/CAM软件完成零件数控加工程序生成及零件加工能力,解决从关键数控机床的单一通讯到网络化控制,提高关建设备的综合利用率,通过应用网络DNC和视频采集系统,将机床面板操作视频及内部加工视频采集到实训室,学生可清晰看到教师的操作,解决现场教学“看不清楚”的难题,提高教学质量,保障实训安全。
3采用先进的教学模式,优化实训过程
以数控车床典型工作任务:某某教学为例:第一个第二个摄像机安装在数控车床加工区,其中一个装在操控面板上方,用于拍摄面板操作过程,另一个装在机床内部,用于拍摄刀具切削过程及主轴与刀架相对运动过程;这两个摄像头获取的视频信号经视频分配器传输到CAD/CAM实训室,在教学进行时,实训指导教师在数控车床床上进行加工操作演示,授课教师在CAD/CAM实训室对获取的视频进行切换分屏,具体如下:
3.1任务布置
教根据视频影像告知学生本课题的学习任务信息,让学生了解实训的目的、实训的内容及要求、考核方式了解加工零件、获取工作任务信息。
3.2程序编制
利用G00、G01、G02、G03、G71/G70、G73/G70和G76编写包含圆柱面、圆锥面、圆弧面的外轮廓和螺纹的轴类零件加工程序,学生已经掌握一定的编程方法,可通过CAD/CAM师生互动完成。程序编写完后可传输到数控机床加工区,通过在机床旁的触摸屏完成程序的输入。
3.3项目实训
教师通过数字化平台操作实训设备及工量具准备、装夹项目加工,包括开/关机、手动/手作、录入、程序输入与编辑、对刀、自动加工等详细步骤。学生3~5人为一组根据所学的数控车床项目综合加工方法操作,进行程序输入、编辑和对刀、自动加工训练教师巡回指导,解答实训中存在的问题。
3.4测量与评估
教师通过教师通过数字化平台操作实训设备用千分尺检验外圆直径、用螺纹规检验螺纹尺寸、用类比法检验表面粗糙度Ra,教师可以在机算机终端时监控学生情况,及时发现问题,解答学生测量与检验中存在的问题,根据零件图技术要求检验和评估加工完成的零件,小组自评互评。
3.5清理和保养机床
教师对车床的清理和保养方法与步骤进行操作演示。学生可通过每人的电脑清晰看到,每组安排一个学生负责清扫干净车床上的切屑,擦干切削液,并涂防锈油,以防止导轨生锈。拆卸工件毛坯和刀具清扫及保养车床。
3.6总结提高
对本课题的总结、归纳。教师播放监控视频,对同学们在项目综合实训操作中存在的问题进行分析、总结、归纳,教师布置课后思考题。
依托基于数字化平台的数控加工实训模式研究,通过对数控13班、数控14班作为教改试验班的实践显示,解决了现场教学“看不清楚”的难题,提高教学质量,保障实训安全,有效培养学生的规范意识,学生动手能力、学习能力都有了长足的进步,积极参加省市数控技能大赛,连续两年获得省、市数控车铣项目一等奖。全部毕业生都能在合作企业中就业,九成以上得到企业好评。另主动承担对兄弟院校职业学校数控技术专业的带动责任,与其他学校数控技术专业签订对流,在专业建设、实训条件建设,师资队伍建设、规范化教学管理等方面给予帮助和支持。
基金项目:2015年度广西中等职业教育教学改革立项项目。桂教职成〔2015〕号,级立项项目序号。
参考文献
培训内容主要分为三个项目。第一个项目为汽车制动系统试验台架培训;第二个项目为汽车电控悬架系统试验台架的培训;第三个项目为比亚迪E5纯电动汽车一站式实训系统。
5号上午,受邀专家首先讲解了汽车电控悬架系统结构、原理;示范了汽车电控悬架平台操作使用;示范了汽车电控悬架平台设故考核系统使用。
安排数控实训的基本目的,在于通过该课程的学习,使学生熟悉地掌握数控设备的手工编程方法和自动编程。熟练掌握典型零件工序加工的数控机床加工操作方法,初步掌握数控机床精度检验和维护技能,并能达到中级或中级以上的水平。通过本次实训我要达到以下几点目的:
1. 重视培养自己良好的工作习惯
虽然自己从事此行业,但此次实训我要以一个新学员的身份重新要求自己,锻炼自己,从每一个细节做起,从零件的准备 调试 加工直到测量完成,确保合格,这期间的每一个步骤都要细心认真地对待,让自己形成良好的思想意识,养成良好的工作习惯
2. 提高自己的个人水平
在实训其间,自己给自己制定合理的实训安排计划,在实训过程中,不断的从工作中反思,自己给自己提出问题并且自己想办法解决问题,让自己的认知水平不断的提高,不断的要求自己 完善自己 让自己成为一名优秀的人才。
3. 精益求精 不断开拓
实训是以工作单位现场为实训地点,我们工作单位现有多种数控线切割机床,每一种的型号设备 其操作方法 系统的硬件连接、控制原理、控制软件编制、安装调试均有所不同,我们所要做的是要熟练掌握每一种设备,不管自己操作那台设备 都要能够得心应手,不但要掌握他的操作方法,还要对其软件 硬件等各组成部件熟悉了解,对自己严格要求,要让自己不断开拓 精益求精,让自己的才能充分的展现出来。
二 实训任务
这次实训要求实训学员根据自己所在实训单位实际情况选择一种零件,由学员自己亲自操作完成,并且根据课程要求,在实训结束之前完成一份心得体会,总结一下自己这次的感受。在指导老师的全力指导下,我迅速地完成了本次实训的所有任务。
学校为了调动学生的积极性 保证实训效果,学校对实训学生的成绩评定分为两个部分:
一是实训期间,由任课老师对学生的平时表现和加工情况做出鉴定;
二是由任课教师对学生完成的实训作业进行评定,用百分制打分。
两者的结合最后形成学生实训的成绩计入学生学籍。
三 实训取得的效果
实训教学是理论与实践相结合的一种教学手段,有力的促进了人才培养计划的完善,是教育的重要组成部分。
实训达到了专业预期目的。在实训之后,普遍感到不仅实际动手能力得到了前所未有的提高,绝大多数学生达到了数控中级工的要求,更重要的是通过具体的实践,进一步激发了广大同学对专业知识的兴趣,并能够做到理论与实践相结合,为后继课程(如毕业设计)和今后自身的发展打下了扎实的基础。
一、科学设置课程,掌握理论基础
《数控铣工》m然是一门课程,但里面涉及的专业知识非常多:读零件图、工艺分析、程序编制、机床操作、尺寸测量等等,与众多数控课程是紧密联系的。学校和专业部必须要有远见性的目光,科学开设课程,循序渐进,才能让学生打下坚实的理论基础。
1.机械制造行业通常是根据零件图进行技术交流和生产,因此读懂零件图是关键。看懂零件图所表达机件的结构,分析机件各部分的尺寸标注,并且要注意是否带有公差,是否有表面粗糙度要求。开设《机械制图》《公差配合与极限测量》课程,能很好地帮助学生掌握读图技能。
2.制定正确、合理的加工工艺路线,加工工艺路线中的工序划分,加工顺序的安排和走刀路线的确定是对编制程序的充分准备。
目前的教材里面关于加工工艺分析的案例相对较少,往往造成师生的忽视和舍弃,只注重程序编制和加工,遇到复杂的零件时就会束手无策,不会加工。因此在教学过程中,可以结合使用《金属切削刀具》《数控加工工艺及编程》,强化分析工艺路线的教学。增加确定工艺路线的例题,在讲解时先让学生写出工艺路线,然后讲解如何根据它们编出程序。
3.数控铣床作为新一代的加工设备,具有先进性、高效性,但对操作者的素质要求也很高,否则极容易造成机床损坏甚至出现安全事故。数控铣床和普通铣床有很多的相同之处,例如切削用量的选择、工件装夹方式、加工工艺、夹具设计等。开设《铣工实训》课程,让学生先熟悉铣床加工原理,加工流程,为学习数控铣工做好技能准备。
4.在编程方面,可根据学校实际情况开设一到两门软件编程课程,如我校开设了《MasterCAM X4》和《CAXA制造工程师2013》。根据不同类型的加工零件,可灵活选取更合适的程序编制方法,多样式的训练大大提升了学生的编程能力。
5.在开设数控铣工实训之前,有必要开设一门《斯沃数控仿真加工》课程。目的是使学生在理论学习和车间实训之间增加一个非常好的缓冲阶段。该软件很好地模拟数控铣床的加工环境,让每个学生都可以通过电脑进行模拟操作,不存在任何的安全问题,学生可以大胆地、独立地进行学习和练习,同时解决了车间设备较少的问题。
二、培养学习兴趣,提高教学效率
中职学生基础知识薄弱,学习积极性较低,学习自信心也相对缺乏,学习《数控铣工》这门综合性极强的课程会感到相当吃力。尽管科学地开设了课程,但是如果学生学不进去也就一切徒劳。笔者认为培养学生的学习兴趣,提高学习热情,是学好这门课程的有力保障。
1.建立和谐的师生关系
传统沉闷、死板的教学方式,很难让学生对学习产生兴趣。要让学生喜欢这门课程,首先应建立和谐的师生关系。教师通过营造轻松愉快的学习氛围,尊重中职生的个性发展,不挫伤他们的自尊心和积极性,适当给予积极的评价和鼓励,学生慢慢就被这种氛围所感染,认真投入到学习中去。
2.讲解先进制造技术,激发学生求知欲
中职学生对数控制造技术的了解通常来源于课堂教学,课本文字的叙述很难让学生产生深刻的认识。笔者利用多媒体平台教学资源,寻找很多与教学相关的先进制造技术视频和资料,给学生先讲解课堂内容的理论知识,然后播放相应的视频,学生们看得惊叹连连,兴奋不已,明白到学习这些内容能应用到这么先进的技术层面上,激发了求知欲,迫切要学好知识。
3.注重实训,实施奖励制度
训。比如介绍数控铣床操作面板,单看书本图片收效甚微,可以利用斯沃数控仿真软件让学生进行模拟操作,或者直接进入车间让学生进行实物演示,学生自然会深刻牢记。另外,可以用数控作品奖励学生,比如用数控铣床雕刻一个精致的图案,数控车床加工一个小奖杯,线切割加工一句励志的话,小小的鼓励却从内心深处打动学生。
三、合理安排实训,实现教学目标
学生要真正掌握好《数控铣工》这门学科,必须要到车间实训,锻炼加工技能才能学到真本领。考虑数控铣床数量的限制及学生的实际情况,应该制定严格的管理制度,合理安排车间实训,确保实现教学目标。
1.安全教育
数控铣床作为机械加工设备,如果操作稍有不慎不但会损坏机床,还很容易出现安全事故。教学工作应当把学生安全放在首位,实训前必须进行安全教育,让学生了解安全操作规程,遇到紧急情况如何处理,保证安全事故为零。
2.实行小组实训制
数控设备数量有限,不能满足每人使用一台机床的需求。根据数控铣床的数量将班级学生分成对应的小组,每个小组成员应当合理安排,让实操性强的学生作为小组长,监督和辅助组员进行实训,汇报小组实训报告。既减轻教师的负担,也提高了教学效率,同时减少安全事故的发生。
3.布置实训任务,考评和总结
每一次的实训课,教师都应该根据教学内容布置相应的实训任务,绝不能有走过场的心理马虎应付。根据任务的难度制定加工时间,在实训过程中适当提示和帮助。实训完毕后对实训结果进行考评,师生共同总结实训心得体会,对成功之处给予肯定和表扬,对不足之处给予指正和鼓励,做到每一次实训课都切实掌握好知识点。
一、基于工作过程教学模式的内涵与理念
基于工作过程的课程是通过职业岗位分析,开发出一系列典型工作任务,按照人的职业能力形成规律进行序列化,最后形成学习领域的课程,当然其符合教学规律和课程规律。它以岗位(群)涵盖的典型工作任务为教学载体,教学内容指向工作的目标、内在规律、前后衔接以及活动所涉及的相关知识。
基于工作过程理念的课程开发,是以培养能力为主线,按工作过程的不同工作任务的相关性来实现知识和实践技能的整合的“串行”体系。这类课程具有明显的职业特点,符合或贴近本专业毕业生面对的岗位(群)的能力要求。
二、数控CAD/CAM教学中存在的主要问题
1.课程体系问题
数控CAD/CAM课程是一门动手能力要求非常强的课程,要求学生能够运用计算机技术和信息技术独立完成零件的CAD/CAM工作,并最终通过数控机床完成零件的加工过程。但当前许多技工院校只教授学生CAD/CAM的基本概念、基本原理及一些软件的操作。理论课与实训课课时比例也达到了1∶1或2∶3,但实践课也就是简单的上机操作,与CAD/CAM技术匹配的数控机床、数控机床加工操作、数控加工工艺和数控刀具等的教学完全独立于CAD/CAM课程之外,在CAD/CAM课程教学中没有涉及到这些知识。学生通过学习能够应用计算机绘制零件图,并根据数控系统生成加工程序,但对于通过CAM生成的加工程序在数控机床上是如何应用的,加工工艺路线制定得是否合理,工艺参数的设置是否合适,生成的加工程序正确与否,能否达到实际生产加工要求,他们并不明白。这样的课程教育体系不能满足培养要求。
2.课堂教学模式问题
随着CAD/CAM技术的发展,CAD/CAM技术在企业中应用也越来越普遍。为适应市场需求,技工院校机械类专业基本都开设了数控CAD/CAM课程,但大多技工院校存在一个共同的问题,也就是在培养模式上,仍然延续传统的教育模式。没有真正了解企业对专业人才具体需求,没能和企业建立很好的互利、开放、合作的关系,没有针对性地根据企业需求来培养学生的技能。学生在课程结束后,能基本掌握有关基本理论,但真正要实现零件或产品的CAD/CAM却无能为力。因此,培养出来的学生规格不明确,技术不实用,能力不突出,企业用不上。这种课堂教学模式显然不能满足培养要求。
三、数控CAD/CAM课程体系结构
CAD/CAM的应用应包含数控机床的原理、结构、操作,数控加工工艺,公差配合,刀具等知识,而仅仅通过一门CAD/CAM课程来解决,显然不现实。所以,这些知识应在学习CAD/CAM课程前学习,而CAD/CAM课程则重点是对这些知识的正确运用。
学校对CAD/CAM课程设计的运用知识技能机构包括机械CAD技术和机械CAM技术。机械CAD技术包括CAD/CAM二维绘图、CAD/CAM三维实体造型、曲面及三维曲线绘制。机械CAM技术有基于CAD/CAM软件的数控编程和数控加工工艺规程编制。此外还涉及数控机床加工及仿真技术,主要有CAM生成程序在数控机床的应用、数控机床的基本操作与编程、机械零件检测、刀具、使用机床进行零件加工。
1.数控CAD/CAM课程知识目标
(1)学生知道《机械CAD/CAM》这门课程的性质、地位和独立价值。并且要知道这门课程的知识范围、基本框架、学习方法和未来的发展方向。
(2)理解这门课程的主要概念、基本原理和方法。
(3)掌握CAD/CAM系统的软硬件组成、功能和配置原则,具有一定的选择合适CAD/CAM系统的能力。
(4)熟练掌握计算机绘图及图形处理、三维几何建模技术的原理和方法。
(5)熟练掌握CAD/CAM技术在机械工程中的应用,理解CAE、CAPP、CAM的基本原理及方法,掌握CAD/CAM集成与计算机集成制造的概念及关键技术,具有进行CAD/CAM系统规划与实施的初步能力。
(6)知道CAD/CAM相关新概念和新技术的发展。
2.数控CAD/CAM课程能力目标
(1)专业能力。本课程定位于为机械设计与制造专业和计算机辅助设计与制造专业的专业骨干课程,学完本课程后学生应达到下述目标。
一是具备一般复杂程度零件的造型能力,使得学生的读图能力在学完机械制图的基础上有进一步的提高。
二是在熟练操作计算机绘图(AutoCAD)的基础上拥有更为娴熟的工程制图能力。在掌握现代设计方法的基础上,具备简单机械产品的设计能力。
三是在懂得机械零件制造工艺的基础上能够进行CAM的NC加工仿真能力。
四是通过了解实际机械产品的设计、制造及装配过程,逐步使学生具有严谨的工作态度、熟练的操作技能、大胆的创新思路、肯奉献的企业精神等综合人文素质。
(2)关键能力。
一是获取信息能力。能够从较复杂的任务中获取关键信息,并熟练地应用先进手段获得解决任务的信息。
二是自主学习能力。能够自主学习并掌握新知识、新技术,能独立制订工作计划并进行实施。
三是解决问题能力。具备整体与创新思维能力,能够自主正确分析问题,并运用所学知识解决实际问题。
四是努力完成任务的能力。具有决策、规划能力,能够从工作岗位获取新的知识,胜任工作岗位,并在一定目标下,负责、踏实、稳定、注重质量地完成比较困难的工作任务。
五是人际沟通能力。具有较复杂的书面和口头表达能力。
六是团队合作能力。具有合作精神和管理协调能力,具备优良的职业道德修养,能遵守职业道德规范。
四、基于工作过程的数控CAD/CAM实训教学案例
1.典型工作任务背景
香皂是我们每个家庭日常使用的必需生活用品,那么各种形状的香皂是如何加工出来的呢?
2.实训目的
(1)通过零件几何造型的实例,掌握正确的方法和步骤绘制零件的几何造型。培养学生通过软件进行三维造型的能力。
(2)重点。三维几何造型的方法和步骤。
(3)难点。进行三维几何造型的思路与方法以及加工切削参数的合理选择。
3.实训任务
香皂模具的设计和加工:
(1)所需设备。计算机、CAD/CAM软件、加工中心、通信传输软件及设备。
(2)项目组的产生。由教师帮助学生分组,要求能力强学生和能力弱的学生合理地搭配,男女生尽量搭配,不熟悉的学生尽可能在一个组,性格不同的尽可能分到一个组。整个班级拟分成6个项目组,让每个项目组产生一位项目负责人,该负责人要负责整个项目,从项目规划,人员分工,产品设计、加工、检测,最后总结汇报。
4.实训内容
(1)实训方案的确定。一是项目负责人组织项目组成员集体讨论,分析实验要求,初步确定实验整体方案。同时负责整理大家意见,共同制定出整体实验方案。
二是小组集体讨论加工方案,制定出本组的加工工艺。
三是由项目负责人向指导教师汇报实施方案,实验指导教师同意后可以开始实施。
(2)实训任务分工。一是项目负责人向项目组成员讲清实验方案,统一实验思想。
二是在所有人员对实训任务都比较清楚的基础上进行分工。
(3)项目实施步骤。讨论根据项目要求,制定实训方案、产品造型设计、工艺方案、材料、刀具的采购、动用设备加工产品、加工产品的检测、项目组进行总结、写出实训报告、由项目负责人进行汇报、各项目组进行总结评比。
第一步,实训规划——制定方案
根据项目任务确定加工方案,大家集体讨论,这是实验成功的关键。根据客户来图进行分析,材料、精度、数量、加工时间,结合这些问题和项目要求来确定实施方案。
第二步,产品造型设计。要求不同层次采用不同颜色,以便区别。
第三步,加工工艺方案确定。加工工装的确定,切削参数的确定。
第四步,材料、刀具采购的经济性。
第五步,产品加工。对切削参数进行调整优化。
第六步,产品检测。量具的正确使用,在线和离线检测相结合。
(4)出现的问题及解决方案。要求写出自己所完成的那部分遇到的问题,分析出现问题的原因,是如何解决的,把判断、分析以及解决过程要记录下来。
(5)实训总结。实训有哪些收获,通过实验你掌握了哪些知识和技能,另外指出你还有哪些地方不明白,有哪些疑问等等。
(6)根据以上情况写出实训报告。实训报告可以一组一份,也可以每人把自己做的写出来,项目负责人最后整理,形成一个比较完善的实训报告。
(7)各项目组负责人进行汇报。由项目负责人进行汇报,全班同学边听边提问题,各组学生打一个分,教师打一个分。评选出优秀的项目组进行表扬。
(8)教师总结。根据各项目组完成过程的具体情况,指出做得好的地方,同时还要指出问题所在,通过提问了解学生对所学知识的掌握情况,另外还要对学生的职业素质进行讲评,包括:语言表达能力、回答问题的能力、组织协调能力、总结能力等。
一、引言
中职学校的数控技术应用专业是专门为制造类企业培养数控机床操作人员的动手能力要求较强的专业。随着时代的发展,科技的进步,企业对于数控机床操作人员的要求也越来越高。传统的教学模式难以让学生将所学的理论知识与实践操作有效地联系起来,所培养出来的学生已经越来越不能满足制造类企业的人才需求。因此,必须改变数控技术应用专业原有的理论与实践相脱节的教学模式,实行理实一体化教学的模式。
二、传统教学模式存在的问题
1.学生的学习积极性不高
目前,中职学校的教学对象主要是那些初中毕业却未能考取高中的学生群体。这些学生的主要特点是文化理论基础差,自控能力不强,在学习上缺乏主动性。传统的教学模式先是安排理论教学,然后再进行实践操作。学生在学习理论知识的时候由于没有实践的体验,所以对于抽象的知识很难理解,以致很难学懂书上的知识,进一步加重了学习的挫败感,让其产生厌学的情绪。这样,会使学生习惯被动地接受知识,教师如果不对其进行督促,学生就会开小差,做与学习无关的事情,这些都给正常教学带来了很大的难题。
2.学生对综合知识运用的能力薄弱
数控技术应用专业的《数控编程与操作》《数控加工工艺》等几门专业课程涉及许多数控机床操作方面的知识与技能,需要理论学习与实践操作紧密的结合才能取得良好的教学效果。传统的教学模式则把理论与实践分成了二段式,理论教学与实践教学环节各自独立,无法实现让学生在学中做,做中学,导致多数学生仅仅学会了机械式地操作数控机床,而所支撑操作的理论知识却与实践操作挂不上钩,使得学生独立分析问题、解决问题以及综合运用所学知识的能力比较薄弱。
3.学生就业后不能胜任职业岗位的要求
由于教学的效果不理想,使得教师在实训时要占用一定的课时给学生讲理论,使得学生操作的课时减少。这样又导致实训无法按原计划实施,教师只能缩减实训内容。最后学生所学到的理论知识与操作的技能都停留在比较低级的阶段,在就业时达不到制造企业对其岗位的能力与技能要求。
三、理实一体化教学的特点
所谓理实一体化教学模式是指在教学过程中,打破传统教学中理论课与实践课相分离的教学模式,把在教室中给学生讲解的理论知识融入车间的实训教学之中,让学生在学习了相关理论知识之后可以及时地进行实践操作,理论知识成为学生实训操作的基石,而实践操作反过来促进了学生对理论知识的理解和运用,理论与实践两者相互渗透,融为一体的教学模式。通过理实一体化教学,可以实现以下几个转变:从以教师为中心向以学生为中心转变;从学生由被动接受模仿向主动实践、手脑并用创新转变;教学从单一的知识的讲授向知识的综合运用转变;教学的场所由固定教室向实训车间转变;教学的手段由一支粉笔、一块黑板向多媒体、计算机以及操作实践转变。
四、理实一体化教学的实施
1.建立专业化的实训基地
理实一体化教学要求学生在学习了理论知识后立即进行实践操作,因此购置一定数量的数控机床是必要的。但是,数控机床造价比较昂贵,一次性购置数量较多的数控机床有一定难度。这时可以着手建设数控加工仿真实训室,利用数控仿真软件让学生对所学编程指令以及机床操作进行练习,可以为学生在数控机床上的操作打下良好的基础。通过建设数控仿真加工实训室既满足了学生在学习完理论知识后马上进行操作的需求,又缓解了数控机床不足的压力。
2.构建教学模块与编写授课教材
将《数控编程与操作》和《数控加工工艺》课程所需的编程理论、工艺知识和操作技能要求等,按数控车、数控铣、电火花线切割以及机床维护等岗位需求进行设计并形成各自的教学模块,每个模块又分成若干个实训项目,各个项目之间既相互独立又承上启下。学生在学完各个实训项目后,就完成了该模块的学习。编写授课教材首先要聘请企业里面的实践专家来校与教师们一起先把企业职业岗位所需的理论知识与操作技能等编写成教学大纲,然后把教学大纲中知识与技能的要求分别设计到典型的项目任务之中,最后由教师们根据教学大纲以及设计好的典型项目任务进行授课教材的编写。
3.培养 “双师型”教师队伍
1.数控维修实训设计的指导思想
数控维修实训教学应该以“必须够用”为指导原则,采用一体化教学模式,将理论课与实训课有机融合在一起,着重于提高数控维修实践操作能力,体现技工院校实践应用性人才培养特色。
2.数控维修实训的总体方案设计
数控设备的型号繁多,数控机床结构和数控系统存在多样性。技工院校学生由于学校起点比较低、基础知识较为薄弱,学习数控维修技术存在不小的困难。想要有效提高数控维修实训教学质量,就要结合技工教育特点,着重于培养提高学生自主学习能力,使学生触类旁通,掌握数控维修基本原理与基本方法。为了达到这个目标,笔者认为数控维修实训教学总体方案可以设计为“三个层面训练”与“六个模块结构”。其中,三个层面训练指的是基本技能训练、专业技能训练和综合技能训练,六个模块结构包括电工操作模块、电气故障诊断与维护模块、钳工操作模块、电力拖动控制模块、卧式床故障诊断与维修模块和数控维修高级工考核鉴定模块。
二、数控维修实训系统平台设计
笔者所在学院作为在江西省名列前茅的技工院校,数控专业是学院拳头专业,现拥有两个专业数控车间,基本能够满足学生实训教学的需要。为了实现上述三个层面训练以及六大模块教学活动的教学目标,学院设计开发出数控维修实训系统平台,平台采用模块化结构设计,每个模块之间留下端口,以便满足不同模块实训操作的需要。这套数控维修实训系统平台具有生产型机床功能,学生通过操作本套数控维修实训系统平台,能够完成数控机床的拆装、数控机床结构与性能分析、数控机床基本技能与专业技能操作训练、数控机床故障诊断与维修等功能。
三、提高数控维修实训教学质量的对策
1.以就业为导向制定实训教学课程标准
技工院校课程教学应该以就业为导向、社会需求为依据制定人才培养方案。理论教学和实训教学都应该围绕培养数控技术专业人员为教学目标,结合国家职业资格标准、行业标准和企业标准的要求制定数控维修实训教学课程标准和实训教学内容,以满足技工院校培养企业生产管理人才的需要。以就业为导向制定的数控维修实训课程标准应该贯彻实现“知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观”的课程功能,使以就业为导向的原则贯彻执行于实训日常教学活动中。
2.建立以培养职业能力为主线的数控维修实训教学课程体系
技工院校面向社会培养生产管理一线技术人才。因此,实训课程教学目标与教学内容不仅要贴近生产管理一线,还要紧跟社会发展。在建立以培养职业能力为主线的教学课程体系中,必须根据技工教育规律对实训课程进行改革,以就业为导向、按工作过程的实际需要进行设计,打破传统将理论基础知识、专业知识与专业实训分隔式教学模式,建立以职业能力为主线的课程体系,将数控维修实训教学分成六大模块,即电工操作模块、电气故障诊断与维护模块、钳工操作模块、电力拖动控制模块、卧式铣床故障诊断与维修模块和数控维修高级工考核鉴定模块,将专业知识分解到各个模块实训教学中,着重于提高学生的职业能力,由简到繁、由浅入深安排模块教学活动。
【中图分类号】 G 【文献标识码】 A
【文章编号】0450-9889(2014)01C-0143-02
数控加工技术是现代制造的基础,同时也是现代制造的核心,其先进性反映了一个国家的战略地位和综合国力,全球的制造业强国都在采取各种措施积极推进本国数控技术及其附属产业的发展。然而,当前我国掌握数控技能的专业人才不仅数量短缺,在质量上与发达国家或地区相比也存在着明显差距。因此,我国需要加强数控加工人才的培养,而以培养技能型人才为主要目的的高职院校更是责无旁贷。高职院校专业技能人才培养应以区域内行业的发展需要为出发点,其所培养的数控专业学生,要求掌握有关数控技术的知识,具备熟练应用数控机床的专业技能,并能通过训练积累一定的实践经验;还要具有良好的职业道德和职业素养,以便能更快地适应社会的需要,服务于区域、行业发展。
一、“数控加工编程与实训”课程教学初次改革及其成效
近年来,众多高职院校在数控技术专业课程教学中不断探索,加快教学改革。鉴于“数控加工编程与实训”课程所要求的较强理论性和较强实践性,课程涵盖的知识面较广的特点,许多高职院校经过认真分析研究,完成了对课程的初次改革,在培养学生理论知识和实践能力的综合性方面取得了一定的成效。其中,项目化教学得到了广泛的应用。项目化教学以工学结合、行动导向、项目载体、任务驱动、素质渗透、学生主体、理论实践一体化等为精髓,是当前职业教育提倡的行动导向教学法中的一种,也是国际国内备受推崇的效果优秀的职业教育方法。“数控加工编程与实训”课程教学改革实施后,教学过程如表1所示。
表1 初次教学改革的教学过程
实施步骤 教学内容 实施过程
一 理论教学 教师教、学生学
二 布置任务 教师下达、学生执行
三 示范操作 教师实践、学生观摩
四 填写工艺文本资料 教师给出模板、学生分析填写
五 加工实训 学生模仿加工、实机操作
六 上交文本资料、实物作品 教师评定成绩
通过教学实施可以发现,初次改革仍存在以下弊端:一是工作任务简单。教师在设定任务时,要综合考虑整个班级甚至整个年级学生的制作水平的差异,不便于设计形状复杂、精度较高的零件。二是从教学模式上看,虽然形成了教学一体化教学模式,但是由教师教、学生学、学生做,学生缺乏独立思考的过程,创新思维受到限制,单纯地模仿教师的行为,也不能对学生进行个性培养,发挥每个学生的自身优势。经常会出现这样的场景:一个班组只要有一人加工出零件,本班组的所有人就都能加工出该零件。三是实训室、设备的利用率较低,不能优化实训室、设备的使用,造成了人力、物力资源等的浪费。
从教学内容和实施过程中不难看出,虽然经过了改革,但教学的主体仍然是教师,学生围绕着教师的教而学。教学过程中的乏味、无新意依然存在,教与学的双主体性来能体现,学生的能力提高不明显。
二、“数控加工编程与实训”课程教学的深度改革
为了切实地达到培养学生设计、分析、动手实践、职业素养等综合能力的目的,应遵循高职学生的发展规律,在已有改革基础上,对“数控加工编程与实训”课程教学内容进行再定位和再剖析,进一步深入细致地对教学进行二次改革。
(一)前期课程及其培养目标
在学习“数控加工编程与实训”课程前,学生需要先进行机械制造类基础课程的学习,实现相关的知识目标和能力目标,如表2所示。
表2 机械制造类基础课程及其培养目标
课程名称 知识目标、能力目标
机械制图 能用图样正确表达零件结构、工作原理、技术要求
机械制造基础 掌握机械工程材料和机械制造工艺过程一般规律、机械制造基本方法,具备对一般机床的实际操作能力
机械制造技术 能对机械制造过程有总体的、全面的了解,掌握金属切削过程的基本规律,具备制定工艺规程的能力,具备对制造系统、制造模式选择、决策的能力
(二)教学实施过程
第一步:理论教学、零件设计、工艺设计。相对而言,数控机床操作的危险性比普通机床要高,因此在“数控加工编程与实训”课程中理论教学是不能忽略的,学生必须掌握扎实的理论基础才能进行实践操作。在理论教学过程中,教师作为讲授编程理论的主体,学生以自己的灵感为载体,自行设计零件,绘制图纸,为之后的实训做好前期准备。教师在此教学过程中循序渐进不断提出新的工作要求,学生每人必须自行设计车削零件、铣削零件各一件,所设计的零件必须包含圆弧、内外螺纹、槽、孔等具有典型加工工艺的结构。教师对学生所设计的图纸进行指导并帮助学生进行修改分析,注意强调零件的结构工艺性。结合实训室设备的加工精度,再适当调整工艺尺寸公差和形位公差,控制加工的难易程度。完成设计工作之后,进行工艺规程编写任务,制定并填写“机械加工工艺过程卡片”和“机械加工工序卡片”,培养学生合理利用现有的生产条件,制定出合理并且经济有效的加工方法进行生产加工的实践能力。整个步骤,实质既是一次学习新知识的过程,又是一次综合应用基础课程的过程。对学生而言,既熟悉又陌生,激发了学生学习好奇心;对教师而言,活跃了课堂气氛,使教学变得新颖、灵活。
第二步:综合编程、仿真实训。在前期工作基础上,进行相应零件的数控编程。在教学过程中,教师选择合适的仿真软件,演示更为直观,也提高了师生之间的互动性,可获得及时的反馈;每一位学生针对零件编写好程序后,可以利用数控仿真软件进行校验,及时发现加工过程中可能出现的问题,降低了直接上机操作的危险性,确保实训加工的顺利进行。每个学校的数控操作系统的数量、型号都是有限的,利用仿真软件的操作,能够使学生了解多种操作系统的操作特点,做到举一反三,还可以拓展学生的视野,增强就业信心,缩减学校和企业的时空差距。
第三步:数控机床实训加工。教师结合实训用机床的操作特点,重点讲授数控机床操作和仿真软件操作的区别以及安全操作事项,侧重于培养学生职业素养。数控程序必须经过仿真软件验证无误后方可输入数控机床进行运行。为了生产安全和降低耗材的使用,可以先使用尼龙材料等非金属材料进行试切削加工,加工成型后,再进行金属材料的切削。在整个步骤的实施过程中,始终按照企业的生产、管理等标准执行,模拟企业的分工制,按实际工作过程组织和实施教学,加强学生机械加工综合能力的培养,提高实践教学效果。
第四步:零件检测、分析总结、答辩评定。为了更好地体现学生主体特征,与之前教师直接检测零件、评定加工成绩所不同,学生将加工好的零件对照自己的设计图纸进行检测、计算超差,将测量结果进行汇总以便于后续分析。每一位学生将零件实物和测量结果与教师进行面对面互动交流,在交流的过程中,教师针对加工结果和设计图之间的差异与学生进行分析,帮助学生找出超差原因,鼓励学生思考。不再出现过去教师提问、学生答辩的紧张气氛,将答辩、分析总结、评定等融为一体。
三、深度改革效果
深度改革后的整个“数控加工编程与实训”教学过程注重培养学生的设计能力、思考能力、动手操作能力,每一个步骤都体现着“教、学、做”的一体化,并且突出了以学生为本的教学理念,完全区别于初次改革的“教师教、学生纯粹模仿制作”的模式。同时,充分地挖掘了每一位学生的潜力,增强学生学习的主动性,实现对学生个性培养,因材施教,将学生所掌握的理论知识用实物作品的形式表现出来,激发学生的学习兴趣,符合机械类高职教育的人才培养目标,很好地帮助学生在就业后实现学校与企业的“零距离”对接。对教师则是提出了更高的要求,在整个教学过程中教师需要收集更多的资料,进行周全的考虑,做好充分的准备,尽可能地接近企业生产的模式来进行教学,力求获得更好的教学效果。实训设备管理者在实训的前期准备阶段、实训进行阶段以及后期收尾阶段,都应该做好全面的统筹安排,做好设备的日常保养,准备好各类耗材,确保实训的顺利进行,同时保证为下批次的实训奠定好的基础。
综上所述,“数控加工编程与实训”课程教学改革需要紧密地结合学生的发展特点、教师的全面细致剖析、设备的综合利用等各方面进行全方位的考虑,还应阶段性地分析总结以往改革的利弊。只有多方面多层次的共同努力,才能不断推进课程教学改革,为数控加工人才的培养作出贡献。
【参考文献】
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中职教育得到大力发展。现在学生的文化素质普遍偏低,学生对专业技能的需求比较强,企业对学生技能水平的高低也很重视,家长和社会对中职学生的期望值也不断在提高。
职业教育应在“做中学、做中教”,只有在做中教才是真正的教,只有在做中学才是真正的学。我们教育工作者要从实践来提升的自己教学方法,目前数控专业学生的动手能力已达到相对较高水平,但由于教学手法单一、欠缺创新、分摊到每个学生身上的操作时间少、实训课堂教学效率低等原因,如何在各种因素限制中推动专业课做到做中学,学中做呢?
下面我从中职数控车实训“做中学,学中做”改革展开论述。
一、数控车实训教学现状和存在的问题
(1)学生基础薄弱。中职数控专业生源主要是面向初中毕业生,他们的知识基础相对较差、学习的目的性不强,在传统的教学模式下要学好数控车床的编程与操作,并非易事,也达不到让学生养成自我学习的目标。
(2)教师教学单一、欠缺创新。近年来数控专业经过几年的建设和发展,已经有一支相对比较专业的教师队伍,由于学生刚刚接触专业知识,对专业理解不够,教师的传统、单一的教学是无法激发学生的学习热情,调动学生学习的积极性,直接导致实训课堂教学效率低下。
(3)在数车实训的教学中,有的教师只是把学生的上课地点从教室搬到实训车间,先讲一堆的理论,然后老师做示范,学生再模仿,在这个过程中,学生只是机械的模仿,以后的工作中创新能力将会欠缺。真正的“做中学,学中做”绝不是理论教学和实训教学的简单组合,而是将理论教学内容和技能训练有机的结合,要求教师从学生技能技巧形成的认知规律出发,突出以学生为主体,学生要在课堂上动起来,学与做一体,做到理论和实践相联系,提高学生自主学习的能力。
二、中职数车实训实行“做中学、学中做”改革意义
在中职数车实训实行“做中学,学中做”的实践教学改革,其目的在于实现对学生的职业行为感知,职业行为认知和职业能力养成的培养目标。
(1)“做中学、做中教” 充分发挥教师的主导作用和突出学生的主体地位,在中职数控车实训中是比较适应中职学生特点的教学模式,也有利于改变实训教师创新教学方法,“做中学”是当前我校数控车实训中改革的主流,是以工作项目或典型任务的实践活动为载体,体现为理论和实践一体化特点,在做的过程中反思与总结。“学中做”是以学习理论知识为主线,通过理论结合实践活动来完善的整个教学过程。同时具有与理论体系相适应的实验、实训、实习、设计等实践教学体系。
(2)“做中学、做中教”的教育理念就是一种体验教育。改变实训教师的教学方式和角色,也改变学生的学习方式,它强调的是在教学过程中,以学生为中心,强调学生的主体参与,突出交流沟通、理解与合作。使学生通过亲身体验,让所有学生的观察、提问、设想、动手实践相互交流评价过程的过程中愉快地学习,获取对自然及其规律的认识和感受,体验并学习、把握知识,总结学习做人做事的基本道理,唤起学生的好奇心,从而有效地激发学生的积极性和主动性。
三、如何实施“做中学”、“学中做”
(1)首先要有效地发挥教师主导作用。在数控车实训中传统教学是理论教学与实践教学分开进行的,往往是教师讲授,学生被动接受。教师主导作用发挥的淋漓尽致,但学生实质上是没有主动、积极地投入学习,教师的主导作用应体现为保证学生主体性的充分发挥,在这种思想指导下,教师在教学过程中,是学生的导师和学习伙伴,是教学活动的组织者、策划者和导演者。在教学过程中,教师作为指导者,不断引导学生独立学习、查阅资料、动手实践、亲身体验,使学生真正成为学习的主人。学生参与教育活动的全过程,这种教学方式,充分体现出学生的自我教育意识,充分发挥了学生的内在积极性的转变。
(2)合理设计实训项目,提高学生学习兴趣。项目设计应激发学生的学习兴趣,充分调动学生的学习积极性。每一实训项目既要考虑可操作性,可控性,也要考虑其安全性,这包括设备的安全和实训人员的安全。在实训方案设计时,要考虑该实训项目对机器的损坏程度和可能发生的人身伤害事故。实训项目的的设计还要考虑时效性,社会需要的新技术和新工艺在实训项目中的体现程度,过时的技术将使学生在走上工作岗位时缺乏竞争力。新颖与趣味性的实训项目过程会使学生在技能的获取上主动而不乏味并能激发创造潜能。良好的学习氛围、浓厚的学习兴趣也能弥补物资基础的不足。
(3)明确实训课教学改革。强调教师职责不仅仅是教会学生知识和技能,在数控车实训课的一系列“做中W、学中做”的实践教学改革,以强化职业能力、创新能力和就业能力培养为目标,设计各种场景,推行一体化的情景教学方法,通过采用各种案例教学法、角色扮演法和项目任务驱动法,既提高学生学习兴趣的同时,也有效地将理论知识的传授与实践技能的训练加以有机的结合。
(4)实 现“做中学做中教”的最效途径是工学结合、校企合作,“工学结合、校企合作”,它更能凸显职业教育必须“联系实际”的实践性本质,更加强调了职业教育必须与企业相结合的社会性特征,更加深刻地反映出职业教育的“做中教、做中学”的基本规律。
总之,“做中学,学中做”既是一种教学方式的改革,更是一种教学思想的创新,在探索前行中必然困难重重,问题丛生,这就需要任课教师有足够的勇气和不懈的毅力,加强各个科任之间的交流,有机会的话可以走出校园,寻找其他学校比较有经验的教师一起交流合作。总之,我们一定要在不断学习的基础上,在实施教学过程中,继续坚持用“做中学,学中做”教学理念,不断完善教学方法,为社会培养更多的实用人才。
参考文献:
[1]陶行知.陶行知全集(第一卷)[M].成都:四川教育出版社,1991.